红外测温的基本原理是什么?

1、红外测温由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

2、在自然界中，一切温度高于零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布一一与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

3、红外测温仪原理黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。但是，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。

所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

4、当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

扩展资料：

红外测温需要的注意问题

为了测温，将仪器对准要测的物体，按触发器在仪器的LCD上读出温度数据，保证安排好距离和光斑尺寸之比，和视场。

红外测温仪使用时应注意的问题：

1、只测量表面温度，红外测温仪不能测量内部温度。

2、波长在5um以上不能透过石英玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温（不锈钢、铝等）。

3、定位热点，要发现热点，仪器瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动，直至确定热点。

4、注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。

5、环境温度，如果测温仪突然暴露在环境温差为20℃或更高的情况下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。

参考资料：百度百科-红外线测温仪

低温在半导体中的应用是研究红外光谱的重要手段之一。红外光谱技术在半导体材料的结构成份分析中有广泛的应用它比常温测量有许多优点如随着温度的降低半导体中杂质的特征吸收峰光大大减小，吸收峰变锐，峰值波数处的吸收系数大大增加因此可以较容易地同低温下减弱的晶格吸收宽带背景区分开来.从而提高检测灵敏度另外在低温高分辨下可观察半导体材料红外光谱的精细结构及其随温度。

UT（德州大学，University of Texas）研究人员开发出一种半导体测量新技术，这项技术的灵敏度比以往测量技术提升了10万倍。

UT电气与计算机工程专业的研究生Sukrith Dev与UT中红外光学研究小组的电气与计算机工程副教授Daniel Wasserman共同完成了该研究。

比起现有技术，该项新测量技术的优势在于小尺寸表征材料的能力得到显著增强，这将加速二维、微尺寸和纳米尺寸材料的发现和研究。特别是在电子和光学器件尺寸不断缩小的大趋势下，实现精确测量小尺寸半导体材料特性将有助于工程师确定材料的应用范围。

Dev认为：“新技术可以提升大家对红外传感器技术的认识，并为夜视、自由空间通信开辟出有前景的新方向！本质上，我们的新技术可以更灵敏地获取一种叫做载流子寿命（carrier lifetime）的材料特性，这将有助于确定材料质量并确定其潜在应用。”

光电材料中电子保持“光激发”状态或产生电信号的时间长短，是该材料在光电检测应用中潜在质量的可靠指标。目前用于测量光激发电子载流子动力学或寿命的方法，成本高、复杂且精度有限。

Dev进一步解释道：“当某些半导体材料受到光照时，电子会被激发并暂时自由。载流子寿命是指这些自由电子在重新结合到各自位置之前保持激发的时间。载流子寿命是重要的材料参数，它是体现材料整体光学质量的重要指标，同时它也决定了某种材料用于光电探测器的应用范围。例如，如果想提升通信能力，就需要载流子寿命相当短的材料。如果想要如热成像等灵敏度非常高的器件，那就需要载流子寿命很长的材料。”

Dev和Wasserman的策略较为独特，他们使用光信号来调制微波信号，这与传统测试方法正相反。

Dev说：“传统测试方法的问题在于，必须收集光且其辐射能力真的很差。但由于我们将微波限制在很小的脉冲容量内，因此我们的技术可以使它更加灵敏。”

Dev认为：“有了这项技术，未来可以开发出更灵敏的红外传感器。同时，这项技术可能有助于自由空间通信或带宽的提升，并为电磁学和固体物理学的研究开辟新领域。”

UT电气工程专业大二学生Mihir Shah表达了他对半导体和固态物理领域的热情。Shah说：“我认为，如今 探索 用于计算的新领域比以往任何时候都更加重要。我很愿意在光子集成电路领域做些研究，以便看到在如今电子生态系统中有更多光子系统的应用。”

UT电气工程专业大二学生Jaime Tan Leon则认为，电子领域的研究将越来越重要。Tan Leon说：“电气工程师在解决问题中发挥着关键作用。对工程师来说，现在研究提升灵敏度和质量的新想法对未来非常重要。”

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